Quelque chose à partir de rien ? Le sophisme du vide quantique
Certains physiciens affirment que l’univers a pu surgir « à partir de rien » par fluctuation quantique. Cette affirmation est reprise dans les livres de vulgarisation et dans les médias. Mais elle repose sur une équivoque décisive : le « rien » du physicien n’est pas réellement rien. C’est un vide quantique structuré et régi par des lois, ce qui fait de lui quelque chose de bien réel.
L’affirmation
En 2012, le physicien Lawrence Krauss a publié A Universe from Nothing, où il soutient que la mécanique quantique montre comment un univers peut apparaître spontanément « à partir de rien ». L’argument se présente à peu près ainsi : en théorie quantique des champs, un vide n’est pas véritablement vide ; il bouillonne de particules virtuelles qui apparaissent et disparaissent sans cesse. Notre univers tout entier serait peut-être une telle fluctuation, à très grande échelle.
Cet argument a exercé une influence considérable dans le discours athée populaire. Si l’univers peut venir de rien, poursuit le raisonnement, alors nous n’avons pas besoin de Dieu pour expliquer l’existence de quoi que ce soit.
Le problème, c’est que l’argument repose sur une équivoque fondamentale : le mot « rien » y désigne deux choses totalement différentes.
L’équivoque : les deux sens du mot « rien »
- 1Le néant philosophique, c’est-à-dire l’absence complète de quoi que ce soit. Pas d’espace. Pas de temps. Pas d’énergie. Pas de champs quantiques. Pas de lois de la physique. Pas de vide. Le non-être absolu. C’est ce que les gens entendent ordinairement quand ils disent « rien ».
- 2Le « rien » du physicien, c’est-à-dire un état de vide quantique. Il s’agit d’un système physique régi par la théorie quantique des champs, doté d’une énergie (dite énergie du point zéro), obéissant à des lois mathématiques précises et existant dans un cadre d’espace-temps. C’est l’état d’énergie le plus bas d’un champ quantique, mais ce n’est catégoriquement pas rien.
Quand Krauss dit que l’univers est venu « de rien », il veut dire qu’il a surgi d’un vide quantique. Or un vide quantique présuppose déjà l’existence de l’espace, du temps, de l’énergie, des champs quantiques et des lois de la physique. Tout cela n’est pas rien : ce sont précisément les choses qui demandent une explication.
Le philosophe David Albert, qui n’est lui-même pas théiste, a recensé le livre de Krauss dans le New York Times et n’y est pas allé par quatre chemins : « Les états de vide de la théorie quantique relativiste des champs, pas moins que les girafes, les réfrigérateurs ou les systèmes solaires, sont des arrangements particuliers d’étoffe physique élémentaire… Le fait que certains arrangements de champs correspondent à l’existence de particules et d’autres non n’est pas d’un iota plus mystérieux que le fait que certains arrangements possibles de mes doigts correspondent à un poing et d’autres non. » Le vide, concluait Albert, n’est pas rien.
Dans ce court extrait (moins de quatre minutes), le philosophe William Lane Craig répond directement à A Universe from Nothing de Krauss, le livre même et l’affirmation même qu’examine cette leçon. Il développe les deux points exposés ci-dessus : le vide quantique que Krauss appelle « rien » est un quelque chose physique régi par des lois, et le rebaptiser « rien » ne répond pas à la question de savoir pourquoi il existe quoi que ce soit. Regardez-le maintenant, puis poursuivez pour voir exactement ce qu’exige un vide quantique.
A Universe from Nothing? William Lane Craig on Lawrence Krauss · Regarder sur YouTube · Le podcast complet de Craig sur le livre, sur reasonablefaith.org Cette vidéo est en anglais. YouTube propose des sous-titres français via le bouton de sous-titrage.
Ce qu’exige réellement le vide quantique
Pour qu’un vide quantique existe et produise quoi que ce soit, ne serait-ce que des particules virtuelles, il lui faut :
- 1De l’espace. Un vide quantique existe à l’intérieur d’un cadre spatial. Sans espace, le vide n’a nulle part où être.
- 2Du temps. Les fluctuations quantiques sont des événements temporels. Sans temps, rien ne peut « surgir » ni « disparaître ».
- 3Des champs quantiques. Le vide est l’état fondamental des champs quantiques. Sans les champs eux-mêmes, il n’y a pas de vide.
- 4Des lois physiques. La mécanique quantique, la relativité générale et les constantes précises qui gouvernent le comportement des champs. Sans ces lois, il n’y a pas de fluctuations quantiques.
- 5De l’énergie. Le vide quantique possède une énergie mesurable (l’effet Casimir le confirme expérimentalement). L’énergie du point zéro n’est pas une énergie nulle : c’est l’énergie minimale que peut posséder un système quantique.
L’argument du « quelque chose à partir de rien » échoue donc au niveau le plus élémentaire : le « rien » dont il part est déjà un quelque chose richement structuré. La vraie question, pourquoi existe-t-il quoi que ce soit, y compris les champs quantiques et les lois qui les régissent ?, reste entièrement intacte.
Pourquoi cela compte pour l’argument cosmologique
L’argument cosmologique kalam (leçon 1) conclut que l’univers a eu une cause. L’objection du « quelque chose à partir de rien » tente de le saper en soutenant qu’aucune cause n’est nécessaire, puisque la mécanique quantique permettrait à des choses de surgir sans cause.
Mais l’objection échoue pour deux raisons :
- 1Les particules virtuelles ne sont pas sans cause. Elles proviennent de champs quantiques, régis par des lois physiques, à l’intérieur de l’espace-temps. Les champs et les lois sont la cause. Ce ne sont pas des exemples de quelque chose venant de rien : ce sont des exemples d’un état physique qui en produit un autre.
- 2La question ultime demeure. Même si un vide quantique pouvait produire un univers, la question « pourquoi le vide quantique existe-t-il ? » exige encore une réponse. Vous n’avez pas supprimé le besoin d’une cause ultime : vous l’avez simplement repoussé d’un cran vers une autre entité physique qui appelle elle-même une explication.
Comme l’a soutenu le philosophe William Lane Craig : la question cosmologique n’est pas « quel état physique a précédé l’univers ? » mais « pourquoi existe-t-il quoi que ce soit de physique ? ». Un vide quantique ne s’explique pas davantage de lui-même qu’un univers.
David Albert est le philosophe des sciences physiques dont vous avez lu plus haut la recension du livre de Krauss dans le New York Times, et il n’est pas théiste. Dans cet entretien de dix minutes issu de la série PBS Closer To Truth, Albert s’attaque à la plus grande question de toutes : pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ? Il explique ce que présupposent discrètement les récits qui traitent le big bang comme une « fluctuation du vide », et pourquoi l’existence même des lois physiques appelle encore une explication. Remarquez à quel point son raisonnement suit de près l’argument de cette leçon, alors même qu’il n’en tire aucune conclusion religieuse. Quand la critique la plus forte de « l’univers à partir de rien » vient d’un athée, on sait que la question est logique et non religieuse.
David Albert - Why Is There Anything At All? · Closer To Truth · Regarder sur YouTube · closertotruth.com Cette vidéo est en anglais. YouTube propose des sous-titres français via le bouton de sous-titrage.
Objections courantes
« Mais les physiciens emploient “rien” en un sens technique. Vous ne pouvez pas leur imposer la définition philosophique. »
Toute la force rhétorique de l’argument repose sur le sens philosophique. Quand Krauss intitule son livre A Universe from Nothing, il fait comprendre au public que la physique a expliqué pourquoi il existe quelque chose plutôt que rien. S’il veut seulement dire « un univers à partir d’un vide quantique », la question philosophique reste entièrement ouverte, et l’affirmation centrale du livre s’effondre. On ne peut pas retenir le sens philosophique pour le titre et le sens technique pour l’argument.
« Les lois de la physique sont peut-être des vérités nécessaires : elles n’auraient pas pu être autrement. »
Rien ne l’atteste. Les constantes de la physique paraissent contingentes : elles auraient pu être différentes (c’est précisément ce qui donne son importance à l’ajustement fin). Et même si les lois étaient nécessaires, la question « pourquoi ces lois nécessaires-là existent-elles ? » exigerait encore une réponse. Les vérités nécessaires ont besoin d’un fondement, et ce fondement est précisément ce que les théistes identifient à Dieu.
- Pourquoi la distinction entre le « néant philosophique » et un « vide quantique » est-elle si importante dans ce débat ?
- Si le vide quantique exige de l’espace, du temps, de l’énergie, des champs et des lois pour exister, l’argument du « quelque chose à partir de rien » a-t-il vraiment expliqué quoi que ce soit ?
- David Albert, qui est athée, a critiqué l’argument de Krauss. Que cela nous dit-il : l’objection relève-t-elle d’un conflit entre science et religion, ou d’une question de logique ?
Pourquoi l’argument de « l’univers à partir de rien » échoue-t-il comme réponse à l’argument cosmologique ?
L’argument de « l’univers à partir de rien » joue sur l’équivoque entre deux sens du mot « rien ». Le « rien » du physicien, un vide quantique, présuppose déjà l’espace, le temps, l’énergie, les champs quantiques et les lois physiques. Tout cela n’est pas rien : ce sont précisément les choses qui demandent une explication. Des philosophes athées eux-mêmes l’ont reconnu. La question cosmologique, pourquoi existe-t-il quoi que ce soit, demeure intacte.